Центробежный обогатительно-классифицирующий аппарат Российский патент 2022 года по МПК B03B5/32 B03B9/00 

Изобретение относится к устройствам для разделения дисперсных материалов на фракции по крупности, в частности, к классификаторам с гравитационным обогащением и принудительной разгрузкой, и может найти применение в горнорудной промышленности при переработке золотосодержащих песков на рудных и рассыпных месторождениях с получением концентрата золота и других благородных металлов с размером частиц менее десятков микрон, а также при переработке содержимого шламохранилищ, техногенных отходов горнорудных предприятий и золоотвалов тепловых электростанций с попутным выделением недожога угля и концентрата минералов магнитной фракции (окислов железа, титаномагнетита, ильменита), при переработке песчано-гравийной смеси с получением строительных материалов (песок, отсев, гравий, глина).

Известно устройство, обеспечивающее разделение зернистых материалов (полезная модель RU 35247, опубл. 2004.01.10), в виде спирального классификатора, который содержит расположенное под углом к горизонту корыто с размещенными в нем двумя транспортирующими спиралями, установленными с возможностью вращения от привода, механизм подъема нижних частей спиралей, а также размещенные на противоположных боковых стенках корыта приспособления для подачи пульпы и слива водоилистой смеси, причем приспособление для подачи пульпы установлено выше уровня слива. Устройство содержит также средство для сброса песка, выполненное в виде разделенных желобов сброса различающихся по крупности фракций песка с соответствующих спиралей. Недостатки известного устройства являются типичными для спиральных классификаторов и заключаются в том, что при классификации пульпы, включающей частицы минералов различной удельной плотности, содержание ценного компонента в тонких классах, попадающих в слив, увеличивается с уменьшением крупности частиц, причем раскрытые частицы тяжелых ценных минералов осаждаются на дно, возвращаются с песками обратно в мельницу и подвергаются переизмельчению (ошламовываются), что при последующем гравитационном обогащении приводит к снижению извлечения.

Известен центробежный обогатительный аппарат для обогащения измельченных руд и концентратов цветных и черных металлов в жидкой среде (RU 2323783, опубл. 2008.05.10), содержащий корпус в виде трубы круглого сечения, снабженной с внутренней стороны формирователями потока пульпы, просеивающую поверхность в виде размещенной по оси корпуса перфорированной трубы круглого сечения, разграничивающей корпус вдоль оси на разделительную зону и зону прохождения гидравлически мелкой фракции пульпы, а также камеру формирования потока пульпы, с одной стороны соединенную с патрубком ввода пульпы, а с другой стороны отделенную с помощью перегородки от основной части корпуса и сообщающуюся с разделительной зоной через отверстия в перегородке, при этом разделительная зона с противоположной от камеры формирования потока пульпы стороны сообщается через выполненные в корпусе отверстия с приемным кожухом крупной фракции пульпы, а зона прохождения гидравлически мелкой фракции пульпы с этой же стороны соединена с патрубком вывода гидравлически мелкой фракции пульпы. Известный аппарат в силу конструктивных особенностей не обеспечивает достаточно эффективную и качественную отмывку зернистых материалов от глинистых минералов и органических включений и полное разделение по классам крупности, при этом его производительность не дает возможности перерабатывать большие объемы исходных зернистых материалов.

Наиболее близким к заявляемому является центробежный обогатительно-классифицирующий аппарат (полезная модель RU 101942, опубл. 2010.10.11), содержащий грушевидный корпус, получающий вращение от электродвигателя и снабженный с внутренней стороны шнековыми направляющими, перфорированную трубу круглого сечения, установленную внутри корпуса соосно с ним, снабженную с внутренней стороны шнековыми направляющими, разрыхляющими подаваемый сырьевой зернистый материал, связанную с патрубком подачи упомянутого материала. На боковой поверхности широкой части корпуса имеется отверстие с патрубком для вывода концентрата. Внутри перфорированной трубы установлена перфорированная либо сетчатая оросительная труба, к которой подведен патрубок подачи воды. В торце широкой части грушевидного корпуса выполнен слив для промывной воды, в торце перфорированной трубы, обращенном к его узкой части, размещены приспособление для вывода очищенной мелкой фракции, например, песка, и приспособление для вывода и направления в отвалы крупной фракции, например, гравия и крупнозернистого песка.

Известный обогатительно-классифицирующий аппарат не обеспечивает достаточно полной очистки исходного сырьевого материала и его разделения по классам крупности, в результате чего не происходит полного извлечения мелких частиц тяжелой фракции минералов, потеря которых сказывается на эффективности его применения, особенно при переработке руд, содержащих мелкие частицы благородных металлов (золота). Кроме того, медленная разгрузка аппарата сдерживает скорость продвижения пульпы на других участках; производительность известного устройства является недостаточной для переработки больших объемов дисперсных сырьевых материалов.

Задачей изобретения является разработка конструкции высокопроизводительного центробежного обогатительно-классифицирующего аппарата, обеспечивающего эффективную очистку исходного сырьевого материала с максимальной полнотой извлечения мелких частиц тяжелой фракции минералов.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в увеличении степени очистки исходного сырьевого материала и полноты извлечения мелких частиц тяжелой фракции минералов при одновременном увеличении производительности аппарата.

Указанный технический результат достигают центробежным обогатительно-классифицирующим аппаратом, содержащим приводимый электродвигателем во вращательное движение корпус грушевидной формы, выполненный с внутренней стороны со шнековыми направляющими, с установленной внутри корпуса соосно с ним перфорированной трубой круглого сечения, внутри которой по ее продольной оси размещена оросительная труба с водопроницаемыми сетчатыми либо перфорированными стенками, связанная с патрубком подачи промывной воды, при этом на боковой поверхности широкой части корпуса выполнено отверстие с патрубком для вывода концентрата, а в торце его широкой части выполнен слив для промывных вод, который, в отличие от известного, снабжен средством, регулирующим угол наклона корпуса, в виде гидравлического домкрата, вибрационным бункером, содержащим дисперсный сырьевой материал и обеспечивающим его подачу в перфорированную трубу, на выходе которой в широкой части корпуса, снабженной разрыхляющими лопастями, имеется приспособление для вывода и сбора крупной фракции, при этом аппарат включает размещенный под упомянутым сливом для промывных вод шлюз активной промывки в виде плоскодонного металлического желоба с установленным на его дне съемным промывочным модулем.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения промывочный модуль шлюза активной промывки выполнен в виде прямоугольной рамы, несущей набор параллельно установленных перфорированных трубок квадратного сечения из нержавеющей стали, при этом одна из сторон упомянутой рамы образована трубой подачи промывной воды, снабженной регулирующим краном, а упомянутые трубки квадратного сечения открытыми концами герметично связаны с указанной трубой.

Наилучшим образом заявленный технический результат достигают аппаратом со шнековыми направляющими, выполненными из металлического уголка, который обеспечивает удаление наибольшего объема песка.

Предлагаемый центробежный обогатительно-классифицирующий аппарат наглядно представлен на чертежах, где на фиг. 1 схематично показан общий вид устройства, а на фиг. 2 - схематичный вид шлюза активной промывки.

Аппарат содержит корпус 1 кругового сечения грушевидной формы с размещенными на его внутренней поверхности шнековыми направляющими 2, установленную внутри корпуса по его центральной продольной оси цилиндрическую перфорированную трубу 3 кругового сечения, связанную подающим желобом с размещенным у торца узкой части корпуса 1 вибрационным бункером 4 для сыпучих материалов, содержащим зернистый сырьевой материал, при этом по продольной оси перфорированной трубы 3 размещена оросительная труба 5, выполненная перфорированной либо сетчатой, которая связана с патрубком 6 подачи промывной воды, предназначенной для промывки перерабатываемого сырьевого материала.

На боковой поверхности грушевидного корпуса 1 в его широкой части имеется зона накопления получаемого при переработке пульпы концентрата и выполнено отверстие 7 с патрубком для его вывода, а в торце широкой части корпуса 1 имеется слив 8 для промывных вод, при этом на выходе перфорированной трубы 3 выполнено приспособление 9 для сбора и вывода в отвалы компонентов крупной фракции типа гальки, крупного песка и т.п., и шлюз 10 активной промывки для дополнительной очистки промывных вод и окончательного удаления из них легкой мелкой фракции.

Предлагаемый аппарат содержит также гидравлический домкрат 11, который служит для изменения угла наклона корпуса 1.

С внутренней стороны корпуса 1 в области вывода 9 крупной фракции установлены разрыхляющие лопасти 12 из нержавеющей стали.

Шлюз 10, размещенный под сливом 8 для промывных вод, выполнен в виде плоскодонного металлического желоба, на дне которого установлен промывочный модуль 13 (фиг. 2), осуществляющий подачу и распределение промывочной воды (либо несколько таких модулей).

Промывочный модуль 13, обеспечивающий подачу и распределение напорной промывочной воды в шлюзе 10, выполнен из нержавеющей стали в виде прямоугольной рамы, одна из сторон которой образована трубой 14 подачи промывной воды, снабженной регулирующим краном 15 и технологической заглушкой 16 на одном конце. Упомянутая рама несет набор параллельно установленных перфорированных трубок 17 квадратного сечения с размером стороны около 8 см, открытые концы которых герметично входят в трубу 14 подачи промывной воды. Аппарат работает следующим образом.

Исходный сырьевой, например, песчано-гравийный, материал из вибрационного бункера 4 поступает по желобу в перфорированную трубу 3, где непрерывно смешивается с водой, которая подается из орошающей трубы 5, установленной внутри перфорированной трубы 3. При попадании раскрученного за счет вращения корпуса 1 потока образовавшейся пульпы на внутреннюю поверхность перфорированной трубы 3 мелкие частицы вместе с промывными водами через отверстия перфорации попадают в грушевидный вращающийся корпус-барабан 1.

Оставшаяся в перфорированной трубе 3 непросеявшаяся фракция, содержащая крупные частицы, например, гравий, под действием силы тяжести непрерывно перемещается в сторону широкой части грушевидного корпуса 1, в торце которой размещены приспособления для вывода и сбора крупной фракции.

Из нижнего торца перфорированной трубы 3 компоненты крупной фракции поступают на внешний транспортер и далее идут в отвал.

Благодаря разрыхлению исходного сырьевого материала до необходимой кондиции уже при его подаче из вибрационного бункера 4 процесс перемешивания пульпы, образующейся в перфорированной трубе 3, интенсифицируется. Помимо этого, регулируемый угол наклона корпуса 1 позволяет увеличить в необходимой степени скорость продвижения к выходу крупной фракции перерабатываемого сырьевого материала.

Шнековые направляющие 2 на внутренней стороне вращающегося корпуса 1 эффективно перемешивают попавшую в него обводненную пульпу, при этом промытая мелкая фракция с их помощью поднимается по его наклонным стенкам вверх к его узкому торцу. Удаление наибольшего объема песка обеспечивает аппарат со шнековыми направляющими, выполненными из металлического уголка.

Существенная интенсификация прохождения перерабатываемого сырьевого материала через предлагаемый аппарат за счет действия разрыхляющих лопастей 12, размещенных в торце широкой части корпуса 1, позволяет увеличить пропускаемый объем этого материала, повысить производительность устройства.

Оросительная система, представленная перфорированной трубой 5, обеспечивает эффективную промывку пульпы и способствует практически полному отделению твердых частиц обрабатываемого материала от глинистых и органических составляющих.

Промывные воды, содержащие взвесь глины, ила и органики, постоянно удаляются через слив 8, при этом их уровень в корпусе 1 остается постоянным. Однако промывные воды уносят с собой некоторое количество тяжелых мелких частиц, что в случае переработки ценного минерального сырья, например, золотоносных пород, было бы недопустимым расточительством.

В предлагаемом центробежном обогатительно-классифицирующем аппарате промывные воды из сливного отверстия 8 попадают в шлюз активной промывки 10, где проходят дополнительную очистку. Содержащаяся в них взвесь, которая под действием силы тяжести стремится осесть на дно шлюза, благодаря постоянному, причем регулируемому, поступлению воды из отверстий в трубках 17, куда она с напором подается из распределительной трубы 14, остается в постоянном разрыхленно-взвешенном состоянии. Размеры квадратного сечения трубок 17 рассчитаны таким образом, что в ходе этого непрерывно протекающего процесса барботирования компоненты легкой фракции (песок, глина, ил, другая органика) выносятся с водой поверх трубок, преодолевая их барьер, при этом минералы тяжелой фракции, которые могут включать золото, платиноиды и т.п., активно проседают на дно шлюза 12 и скапливаются в модуле 13 между трубками 17.

Существенным практическим преимуществом предлагаемого аппарата является то, что за один рабочий цикл он позволяет получить золотосодержащий концентрат минералов тяжелой фракции для малообъемного кучного выщелачивания, золотосодержащий шлих для концентрационного стола и сырье для производства строительных материалов (глину, отсев, песок и гравий).

Надежность и простота конструкции аппарата гарантируют его стабильную работу в сложных горно-геологических условиях в течение продолжительного времени.

Предложенное изобретение относится к устройствам для разделения дисперсных материалов на фракции по крупности, в частности, к классификаторам с гравитационным обогащением и принудительной разгрузкой, и может найти применение в горнорудной промышленности при переработке золотосодержащих песков на рудных и рассыпных месторождениях с получением концентрата золота и других благородных металлов с размером частиц менее десятков микрон, а также при переработке содержимого шламохранилищ, техногенных отходов горнорудных предприятий и золоотвалов тепловых электростанций с попутным выделением недожога угля и концентрата минералов магнитной фракции (окислов железа, титаномагнетита, ильменита), при переработке песчано-гравийной смеси с получением строительных материалов (песок, отсев, гравий, глина). Центробежный обогатительно-классифицирующий аппарат содержит приводимый в движение электродвигателем корпус в виде барабана грушевидной формы, выполненного с внутренней стороны со шнековыми направляющими, установленную внутри корпуса соосно с ним перфорированную трубу круглого сечения для подачи в нее сырьевого материала, внутри которой по ее продольной оси размещена оросительная труба с перфорированными либо сетчатыми стенками, связанная с патрубком подачи промывной воды. На боковой поверхности широкой части корпуса выполнено отверстие с патрубком для вывода концентрата, а в торце его широкой части выполнен слив для промывных вод. Аппарат снабжен гидравлическим домкратом, регулирующим угол наклона корпуса, вибрационным бункером, содержащим дисперсный сырьевой материал и обеспечивающим его подачу в перфорированную трубу, на выходе которой в широкой части корпуса, снабженной разрыхляющими лопастями из нержавеющей стали, выполнено приспособление для вывода и сбора крупной фракции. Аппарат включает размещенный под сливом для промывных вод шлюз активной промывки в виде плоскодонного металлического желоба с установленным на его дне съемным промывочным модулем. Технический результат - увеличение степени очистки исходного сырьевого материала и полноты извлечения мелких частиц тяжелой фракции минералов при одновременном увеличении производительности аппарата. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Центробежный обогатительно-классифицирующий аппарат, содержащий приводимый в движение электродвигателем корпус в виде барабана грушевидной формы, выполненного с внутренней стороны со шнековыми направляющими, установленную внутри корпуса соосно с ним перфорированную трубу круглого сечения для подачи в нее сырьевого материала, внутри которой по ее продольной оси размещена оросительная труба с перфорированными либо сетчатыми стенками, связанная с патрубком подачи промывной воды, при этом на боковой поверхности широкой части корпуса выполнено отверстие с патрубком для вывода концентрата, а в торце его широкой части выполнен слив для промывных вод, отличающийся тем, что снабжен гидравлическим домкратом, регулирующим угол наклона корпуса, вибрационным бункером, содержащим дисперсный сырьевой материал и обеспечивающим его подачу в перфорированную трубу, на выходе которой в широкой части корпуса, снабженной разрыхляющими лопастями из нержавеющей стали, выполнено приспособление для вывода и сбора крупной фракции, при этом аппарат включает размещенный под сливом для промывных вод шлюз активной промывки в виде плоскодонного металлического желоба с установленным на его дне съемным промывочным модулем.

2. Центробежный обогатительно-классифицирующий аппарат по п. 1, отличающийся тем, что шнековые направляющие с внутренней стороны его корпуса выполнены из металлического уголка.

3. Центробежный обогатительно-классифицирующий аппарат по пп. 1, 2, отличающийся тем, что снабжен шлюзом активной промывки с промывочным модулем, выполненным из нержавеющей стали в виде прямоугольной рамы, несущей набор параллельно установленных перфорированных трубок квадратного сечения, при этом одна из сторон упомянутой рамы образована трубой подачи промывной воды, снабженной регулирующим краном, а открытые концы упомянутых трубок герметично входят в указанную трубу.